技术资讯 | 多板 PCB 组装中最常见的逻辑错误

耀创深圳

许多电子系统和产品并不只使用 1 个 PCB，而是可能包含多个电路板、单个电路板和多个外部模块，或者通过电缆与外部设备连接。在多板系统中，两个电路板之间可能会出现逻辑错误，但如果没有全面审查设计，可能到电路板原型制作结束后，也无法发现这些错误。幸运的是，您可以采取一些简单的解决方案和设计选择，避免电路板之间出现这些逻辑连接错误。

01

什么是电路板之间的逻辑连接错误？
逻辑错误是指两块 PCB 之间的网络连接错误，这些 PCB 通过电缆、板对板连接器、边缘连接器或其他方式互连。此类错误通常源于两块电路板的设计数据，随后被引入到两个 PCB layout 中。当设计软件中两个 PCB 之间未建立直接的逻辑连接时，就可能发生这种错误。例如，如果您正在分别设计两个项目，很容易误认为两个不同电路板上的连接器之间存在网络连接，从而导致意外短路、数据连接错误、电源连接不当或断路等问题。



以下是多板互连中可能出现的四个常见问题，以及相应的解决方案或预防措施：

01
网络分配错误
问题：最常见的问题出现在网络分配中。有时，特定引脚上的网络分配可能导致功能异常，甚至使电路板无法正常工作。如果这种情况发生在连接器引脚布局中的特定引脚上，两个连接器的孤立引脚上的网络分配可能不正确。
解决方案
除了全面审查设计和检查连接器引脚上的网络分配之外，还可以采用一种简单的设计流程策略来避免此类问题：

可以考虑在同一个项目中为两块电路板设计原理图。这样，您就可以在原理图绘制软件中检查两个器件之间的连通性。在完成设计验证并准备进入 PCB layout 阶段时，复制该项目并将电路分解到各个电路板。

02
板对板方向旋转
问题：如果系统中的电路板连接方向错误，可能是由于使用了不可旋转的板对板连接器，并且其中一个连接器在组装过程中放置不正确。在这种情况下，引脚排列也会旋转，导致电气互连不匹配。
解决方案
在 PCB layout 数据中明确连接器方向，即可避免组装错误。如果使用了防旋转连接器，需要检查 footprint；丝印层中可能缺少引脚 1 标记，或者方向不明确。要明确方向，还可在组装层和丝印层中绘制连接器的正确轮廓。

其他预防措施包括：
使用防旋转连接器组和引脚排列
使用具有混合防旋转 THT+SMD 焊盘图案的连接器
使用能够防止旋转的插槽/键控连接器



PCIe 连接器采用插槽键控引脚排列，因此插入的卡不能旋转

03
引脚排列旋转
问题：连接器主体方向正确，且电路板/电缆正确匹配，但其中一个连接器上的引脚排列发生旋转。换句话说，必须将电缆或电路板完全旋转 180 度，才能创建正确的连接。
解决方案
检查其中一个连接器的 footprint；引脚编号可能被反向应用。如果是这样，那么方法很简单，只需选中所有引脚并围绕 footprint 中心旋转引脚的坐标，即可生成正确的引脚排列。

04
带状电缆上的引脚排列移位
问题：在某些与带状电缆连接的连接器对中，连接器引脚的排列可能出现颠倒或移位。这会导致在电缆组件中，引脚 1 连接出现移位，带状电缆结构欠佳。这个问题也可能是设计师错误移位。
解决方案
使用带护罩的排针和键控带状电缆。这些连接器具有特定的引脚 1 连接，可确保正确映射在另一块电路板上。只要始终保持一致的引脚 1 分配，即可确保带状电缆正确连接。记录标准带状电缆连接器上的关键位置，如下所示。


引脚 1 的方向与带状电缆组件上的凹槽一致。
【来源：stackexchange.com 上的用户 dim】

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